多层建筑小型电梯控制系统设计说明

1、多层建筑小型电梯控制系统设计概括目前电梯控制系统主要有继电器控制系统、PLC控制系统和微机控制系统三种控制方式。 PLC控制系统以其可靠性高、使用维护方便、抗干扰能力强、设计调试周期短等优点而备受关注。它已成为电梯控制系统中使用最多的控制方式。在阐述电梯结构及可编程控制器的结构和工作原理的基础上，针对4层电梯，采用西门子S7-200可编程控制器，设计了电梯的控制系统，包括轿厢指令和外召信号。电梯的登记和删除、电梯的楼层选择和定向、电梯的开门和关门操作、电梯上下控制、电梯手指楼层控制等控制、电梯上下自动开门关门、电梯手指楼层控制等功能。关键词: 四层电梯, 控制系统, 可编程控制器TOC o 1

2、-3 h z u目录 HYPERLINK l _Toc325095309 1简介 PAGEREF _Toc325095309 h 1 HYPERLINK l _Toc325095310 1.1课题研究背景及意义 PAGEREF _Toc325095310 h 1 HYPERLINK l _Toc325095311 1.2电梯 PAGEREF _Toc325095311 h 2介绍 HYPERLINK l _Toc325095312 1.2.1电梯 PAGEREF _Toc325095312 h 2的由来 HYPERLINK l _Toc325095313 1.2.2电梯的定义和分类 PAGER

3、EF _Toc325095313 h 3 HYPERLINK l _Toc325095314 1.2.3电梯电气控制发展 PAGEREF _Toc325095314 h 4 HYPERLINK l _Toc325095315 1.2.4国外电梯发展现状 PAGEREF _Toc325095315 h 4 HYPERLINK l _Toc325095316 1.3 PLC在电梯控制中的应用及发展前景 PAGEREF _Toc325095316 h 6 HYPERLINK l _Toc325095317 1.4课题研究内容 PAGEREF _Toc325095317 h 7 HYPERLINK l

4、 _Toc325095318 2控制系统的组成 PAGEREF _Toc325095318 h 9 HYPERLINK l _Toc325095319 2.1 PLC控制系统组成 PAGEREF _Toc325095319 h 9 HYPERLINK l _Toc325095320 2.1.1硬件组成 PAGEREF _Toc325095320 h 9 HYPERLINK l _Toc325095321 2.2软件组成 PAGEREF _Toc325095321 h 10 HYPERLINK l _Toc325095323 2.2.1 PLC系统软件及工作流程 PAGEREF _Toc3250

5、95323 h 11 HYPERLINK l _Toc325095324 2.2.2应用软件 PAGEREF _Toc325095324 h 11 HYPERLINK l _Toc325095325 2.2.3编程语言及编程支持工具软件 PAGEREF _Toc325095325 h 11 HYPERLINK l _Toc325095326 2.3控制系统的抗干扰措施 PAGEREF _Toc325095326 h 11 HYPERLINK l _Toc325095327 2.3.1硬件抗干扰措施 PAGEREF _Toc325095327 h 12 HYPERLINK l _Toc32509

6、5328 2.3.2软件抗干扰措施 PAGEREF _Toc325095328 h 14 HYPERLINK l _Toc325095329 控制系统 PAGEREF _Toc325095329 h 发展趋势15 HYPERLINK l _Toc325095330 PLC的选择 PAGEREF _Toc325095330 h 18 HYPERLINK l _Toc325095331 输入输出（ I/O ）点 PAGEREF _Toc325095331 h 的估计18 HYPERLINK l _Toc325095332 4软件设计 PAGEREF _Toc325095332 h 20 HYPER

7、LINK l _Toc325095333 4.1电梯控制系统主要流程图 PAGEREF _Toc325095333 h 20 HYPERLINK l _Toc325095334 4.2编程组件列表 PAGEREF _Toc325095334 h 21 HYPERLINK l _Toc325095335 4.3电机控制电路图 PAGEREF _Toc325095335 h 22 HYPERLINK l _Toc325095336 4.4梯形图和注释 PAGEREF _Toc325095336 h 23 HYPERLINK l _Toc325095337 4.4.1电梯初始控制 PAGEREF _

8、Toc325095337 h 23 HYPERLINK l _Toc325095338 4.4.2外部呼叫信号的注册和消除 PAGEREF _Toc325095338 h 26 HYPERLINK l _Toc325095339 4.4.3指令信号登记与取消 PAGEREF _Toc325095339 h 28 HYPERLINK l _Toc325095340 4.4.4电梯平层信号处理 PAGEREF _Toc325095340 h 30 HYPERLINK l _Toc325095341 4.4.5图层选择方向和逆梯形切割 PAGEREF _Toc325095341 h 32 HYPER

9、LINK l _Toc325095342 4.5每层楼的停车信号 PAGEREF _Toc325095342 h 43 HYPERLINK l _Toc325095343 4.6自动开门和关门 PAGEREF _Toc325095343 h 45 HYPERLINK l _Toc325095344 5程序仿真与调试 PAGEREF _Toc325095344 h 48 HYPERLINK l _Toc325095345 结论 PAGEREF _Toc325095345 h 50 HYPERLINK l _Toc325095346 至 PAGEREF _Toc325095346 h 51 HYP

10、ERLINK l _Toc325095347 参考文献 PAGEREF _Toc325095347 h 521 简介1.1 课题研究背景及意义电梯是高层酒店、商店、住宅、多层厂房和仓库不可缺少的垂直交通工具。随着社会的发展，建筑物的规模越来越大，楼层也越来越多，这对电梯的调速精度、调速周长等静态和动态特性提出了更高的要求。电梯是机电一体化的复杂系统。它不仅涉及机械传动、电气控制和土木工程等工程领域，还考虑了可靠性、舒适性和美观性等问题。对于现代电梯来说，它应该具有高度的安全性。事实上，电梯已经采取了多项安全防护措施。在设计电梯时，对机械部件和电气元件都采用了较大的安全系数和保险系数。但是，只有

11、电梯的制造、安装调试、售后服务和维护都做到了高质量，才能充分保证电梯最终的高品质。在国外，条例实行电梯制造、安装、维修一体化，实行各厂家认可、法规认证的专业安装团队维修单位，承担安装调试、定期维护和检验检测等工作。确保电梯可靠运行。安全和安全得到保证。因此，可以说乘坐电梯比较安全。美国一家保险公司对电梯的安全性进行了认真的调查和科学计算，得出的结论是乘坐电梯比走楼梯安全5倍。据统计，美国每年乘坐其他交通工具的人数约为80亿人，而每年乘坐电梯的人数则高达540亿人之多。目前，由可编程逻辑控制器（PLC）和微机组成的电梯运行逻辑控制系统发展迅速。 PLC控制的电梯可靠性高、维修方便、开发周期短。这

12、种电梯运行更加可靠，具有很大的灵活性，可以完成更复杂的控制任务，成为电梯控制的发展方向。可编程控制器是微机技术与常规继电器控制技术相结合的产物。它是在顺序控制器和微机控制器的基础上发展起来的一种新型控制器。受控的专用计算机。自1969年第一台针对工业自动控制的特点和需要而研制的PLC问世以来，至今已有30多年的历史。它的发展虽然包括对以往控制技术的继承和演进，但它不同于顺序控制器和通用微机控制装置。它既充分利用微处理器的优势，满足各种工业领域的实时控制要求，又兼顾了现场电气运维人员的技能和习惯。形成了一套基于继电器梯形图的可视化编程语言和模块化软件结构，使用户程序的编写清晰直观，方便易学，易于

13、调试和检查。用户购买所需的PLC后，只需根据说明书或提示进行少量的安装接线和用户程序编写，即可灵活方便地应用于生产实践。此外，用户程序的编译、修改和调试不需要计算机编程语言的特殊知识。就这样，“计算机”的神秘面纱被打破，促进了计算机技术的普遍应用。可编程逻辑控制器（ PLC ）是现代工业自动化控制中最重要的先进控制技术。 PLC现已成为现代工业控制的三大支柱之一（PLC 、 CAD / CAM 、 ROBOT） 。具有可靠性高、逻辑功能强、体积小、控制程序在线修改、远程通讯和联网功能，易于与计算机接口，可控制模拟量，具有高性能模块等优良性能。速度计数和位置控制，通益取代了传统的由大量中间继电器

14、、时间继电器、计数继电器等组成的继电器-触点控制系统，广泛应用于机械、化工、石油、冶金、轻工、电子、纺织、食品、交通等行业。 PLC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。总之，电梯的控制比较复杂，可编程控制器的使用为电梯的控制提供了广阔的空间。 PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备。随着PLC应用技术的不断发展，其体积将大大缩小，功能不断完善，过程控制更加稳定可靠，抗干扰性能增强，机电元件有机结合集仪器、电子、计算机功能于一体的设备。因此，它已成为电梯运行中的一项关键技术。1.2 电梯介绍1.2.1 电梯的由来人类使用起重工具运输货物和人员的历史由来已久。早在公元前

15、2600年，埃及人在 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/4387.htm t _blank 建造 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/3924.htm t _blank 金字塔时就使用了最原始的升降系统。该系统的基本原理至今未变：即当配重下降时，承载平台上升。早期的起重工具基本靠人力。 1203年，在法国海岸的一座修道院中安装了由驴子驱动的 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/2251

16、4.htm t _blank 起重机，结束了手工运输重物的历史。 19世纪初，蒸汽机在欧美被用作起重工具的动力。 1845年，第一台液压驱动升降机研制成功，液压驱动介质为水。尽管起重工具经过一代又一代创新工程师的不断改进，但直到1852年世界上第一台安全升降机诞生时，业界普遍认可的升降机才出现。1852年，来自美国纽约的机械工程师奥蒂斯先生发明了世界上第一台安全升降机。 1857 年 3 月 23 日，奥的斯公司在纽约为一家专营法国瓷器和玻璃器皿的商店安装了世界上第一台乘客电梯。 1862 年，奥的斯推出了由单独的蒸汽机控制的电梯。 1878 年，奥的斯公司在纽约百老汇 155 号安装了第一台

17、液压乘客电梯。 1889 年 12 月，奥的斯公司在纽约的 Demarest 大楼成功安装了直连电梯。这是世界上第一部由直流电机驱动的电动电梯，名副其实的电梯诞生了。1.2.2 电梯的定义和分类2003年2月19日，国务院颁布了特种设备安全监察条例，明确规定电梯为特种设备，并描述了电梯的含义：“电梯为动力驱动，采用沿刚性导轨运行的箱体或沿固定线路升降梯级（踏板）或平行运送人和货物的机电设备。”本次讨论的电梯，称为广义的电梯概念，既包括上下运送人和货物的升降电梯，也包括用于水平或倾斜运送乘客的自动人行道（英文Passenger Conveyor）和自动扶梯（英文Escalator）。现代电梯主要

18、由 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/282579.htm t _blank 曳引机（绞盘）、导轨、 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/2949800.htm t _blank 对重装置、安全装置（如限速器、安全钳和 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/204317.htm t _blank 缓冲器等）、信号控制系统、轿厢和厅门等组成。这些部分安装分别在大楼的竖井和机房。通常采用钢丝

19、绳摩擦传动，钢丝绳绕曳引轮绕行，两端分别连接轿厢和配重，电机带动曳引轮将轿厢提升。电梯要求安全可靠、输送效率高、平层准确、乘坐舒适。电梯的基本参数主要包括额定载重量、乘客人数、额定速度、轿厢外形尺寸和井道类型。目前电梯行业和社会对电梯的分类一般如下：（1）按用途分：客梯、货梯、客货梯、病床电梯、住宅电梯、杂物电梯、观光电梯等特种电梯。(2)按额定速度：低速电梯，通常指速度低于1.00m/s的电梯；中速电梯，通常指速度为1.00-2.00m/s的电梯。高速电梯通常是指速度大于2.00m/s的电梯。超高速电梯，速度超过5.00m/s的电梯。(3)按曳引方式分：交流升降机、直流升降机、液压升降机、齿

20、轮齿条式升降机、螺旋升降机。(4)按控制方式分：手柄控制电梯、按钮控制电梯、信号控制电梯、集选控制电梯、下行集选控制电梯、并联控制电梯、群控电梯、智能控制电梯。其他分类方法包括：按电梯有无司机分类。1.2.3 电梯电气控制发展1857年，美国人OTIS发明了真正意义上的电梯。此后，电梯电气控制技术受到越来越多的关注。电梯电气控制技术的好坏主要体现在电梯电气控制系统的设计上。电梯的电气控制主要是管理各种指令信号、位置信号、速度信号和安全信号，使电梯能够正常运行或处于保护状态，并发出各种显示信号。过去电梯的电气控制采用继电器逻辑电路，一般称为继电器控制。这种硬接线逻辑控制方法具有原理简单直观的特点

21、。但通用性差，逻辑系统由多个触点组成，接线复杂，故障率高，设备庞大，国家已规定应淘汰。目前我国电梯主要采用先进、高可靠性的微机或可编程控制器控制。PLC是可编程控制器的简称。它是用于自动控制的专用微机。它本质上是一种微机控制方式，但可编程控制器有自己的特点：PLC采用多种抗干扰措施，可在各种恶劣环境下工作，可靠性高。 PLC集成了CPU 、内存、 1 / 0接口等，使用方便，易于扩展。目前PLC控制系统广泛应用于国产电梯和低端乘客电梯，特别适合在用电梯的技术改造和控制器开发。1.2.4 电梯国外发展现状今天，随着经济的不断发展和科技的日新月异，建筑的高度也随着经济的发展同步增长。作为建筑物的中

22、枢神经系统，电梯发挥着不可或缺的作用。作为建筑物内的主要交通工具，电梯与其他交通工具一样，已成为我们日常生活中不可缺少的一部分。一个国家的电梯需求总量主要受其经济增长速度、城市化水平、人口密度和数量、国家产业结构等综合因素的影响。在全球经济持续低迷的背景下，我国国民经济继续保持较高速度增长，城镇化水平不断提高。这客观上导致我国电梯行业空前繁荣，我国已成为全球最大的电梯市场。 1980年代以来，随着经济建设的持续快速发展，我国对电梯的需求量不断增加。总体趋势向上，进入“第三波”， 2004年总产量超过8万台，目前还没有放缓的迹象。 1949年中华人民共和国成立以来，全国已生产安装电梯61万余台。

23、尽管如此，我国的电梯还远未达到饱和。全世界平均有1000人拥有一部电梯。如果我们国家要达到这个水平，我们需要增加70万部电梯。届时，全国将有130万部电梯在用，每年仅用于报废更新就需要6万部电梯。到2005年，中国电梯年产量达到13台。 5万台， 25年比1980年增长59倍，年均增长17 . 8 %。 2005年，安装验收电梯124465部。到2005年底，中国在用电梯总数达到651,794台。如此巨大的市场需求，为中国电梯行业的发展创造了广阔的舞台！我国电梯行业已经具备强大的生产能力。繁荣的电梯市场吸引了全球知名电梯企业，包括美国奥的斯、瑞士迅达、芬兰通力、德国蒂森、三菱、日立、东芝、富士

24、达等13家大型外资企业在中国的公司。市场占有率达到74 %。先进技术和先进管理的引进，对民族电梯企业起到了强有力的推动作用。江南、百世、捷安特、华立、彰化、飞鹏、宏达、神龙、东南液压等一批优秀的电梯品牌，已经清晰地看到了自己的定位和出路。目前，国内市场所需的电梯产品几乎都能在我国电梯行业生产，不仅大量替代进口，而且有一定的出口。国产电梯技术水平和产品质量稳步提升。我国自1985年加入国际标准化组织ISO / TCl78以来，先后或等效采用了多项国际标准和先进国家标准。该标准的高起点使我国电梯行业在技术上处于有利地位。无机房电梯、无齿轮曳引机、永磁同步拖动技术、远程监控技术等许多新技术、新产品在

25、国际上刚刚出现，我国很多企业都可以生产。国产电梯凭借质优价廉的优势赢得了越来越多的国外客户，为逐步进入国际市场创造了有利条件。中国电梯在亚洲市场占有越来越重要的地位，年销量已达1万台左右，约占亚洲市场的1/50 。一些合资企业也在出口外汇方面做出了贡献。当今世界，电梯的生产和使用已经成为衡量一个国家工业现代化程度的指标之一。在一些发达的工业国家，电梯的使用相当普遍。世界上几家知名电梯公司，如：美国奥的斯公司、瑞士迅达公司、日本三菱日立公司、芬兰科恩公司等，其电梯产量已占世界市场的51 %。其中，奥的斯和三菱是全球最大的电梯制造商。目前，除了用交流电梯代替直流电梯外，液压电梯越来越多地应用于低层

26、建筑。此外，家用小型电梯将成为电梯家庭的新成员。1.3 PLC在电梯控制中的应用及发展前景目前电梯控制方式主要有继电器控制、PLC控制和微机控制三种。 PLC实际上是一台专用计算机。采用循环扫描的方式及时处理各种任务，依靠程序运行，保证只有正确的程序才能运行，否则电梯将无法工作；辅助继电器和保持继电器实际上是PLC系统中的工作单元，即无线圈无触点，使用次数不受限制。时间越长，工作越可靠安全，自动化程度越高。 PLC控制是三种控制方式中最可靠、最实用、最灵活的控制方式。更适合电梯的技术改造和控制系统的升级。是电梯控制系统中一种理想的新型控制技术。随着科技的进步，电梯也越来越安全、舒适。然而，人们

27、的追求并没有就此停止，还在进行研究和改进。绿色是和平，绿色是自然，绿色是和谐。电梯是一种载人的机电设备。实现“绿色”，就是强调电梯更舒适、安全地为人类生产生活服务，强调电梯与环境的协调与和谐。现在意义上的“绿色”一般强调“自然”的一面，强调与环境的协调与和谐。电梯是纯工业产品，其自然性应表现为对环境的影响最小、与环境的协调平衡、与电梯本身的人性化。这也应该是绿色电梯的发展方向。(1)智能。我们这里说的智能电梯，与传统的人工智能相比是无能为力的。传统的智能控制是一种技术预设。说到底是一种程序控制，一种周期系统自动控制，并不是真正的智能化。真正的智能电梯应该更加人性化，不仅具备传统人工智能的所有优

28、点，还具备传统人工智能无法比拟的东西，具备随机思考和处理各种问题的能力，比如能够根据针对轿厢的情况和各楼层的候车信息，自动制定每次的最优移动速度和停车策略；自动选择运动方面；双向语音通信； ，使楼宇交通成为真正的人机对话。智能化要求电梯具有自动安全检测功能，使电梯本身能够检测到电梯的故障，并及时报警排除。(2)安全。运行安全是电梯的根本和关键。可以说，电梯的其他所有工作都围绕着这一点展开，使电梯的安全运行更有保障。运行安全不仅要消除电梯启动时的强电磁辐射，使用安全的材料，运行平稳，还要有良好的视觉效果，让每一位乘客在宽敞明亮的轿厢里都有一种安全舒适的心情。同时，电梯运行的安全性还要求电梯在运行

29、过程中发生故障时，不仅要便于乘客与外界交流，而且电梯本身要能够自动播放让乘客感到放松的音乐。 ，彻底消除紧张情绪。（三）与环境的协调平衡，包括以下几个方面：视觉协调。有人研究过环境颜色是否对人有影响。本研究进展：视觉上不协调的环境色彩对人的情绪和精神有很大的影响。宜人的色彩、优雅的风格、做工精良的电梯，乘客自然会有安全感和视觉舒适感。用廉价的材料、老旧的款式、单调的颜色，甚至是破旧的电梯，根本谈不上乘客的视觉协调性，乘坐电梯的第一感觉就是不安全。国内很多电梯企业对此重视不够，甚至很多通过引进国外技术实现国产化的电梯也呈现出国产的样子。消除电磁辐射。如前所述，由于电梯是建筑物内频繁启动和制动的大

30、容量电器，是电磁干扰的罪魁祸首，所以绿色电梯必须是对建筑物的电磁干扰达到最小的建筑物机电设备。并且不受其他电磁干扰的影响。 .这样既能保证乘客的身心健康，又能保证楼内办公自动化（0A） 、楼宇自动化（BA） 、通讯自动化（CA）的正常运行。舒适。采用高载频矢量静音逆变器，可以降低噪声转换频率和电压。采用CPU控制电压和频率连续变换的方式，根据人体生理适应要求，采用电脑设计的理想跑步曲线，实现更平稳、舒适的跑步。现代电梯性能的衡量主要集中在可靠性、安全性和乘坐舒适性上。此外，对经济性、能耗、噪声等级和电磁干扰等级也有相应的要求。随着时代的发展，人们在与外界隔绝、封闭的电梯轿厢内的心理压抑和恐惧也

31、被考虑在内。因此，建议电梯装修豪华，如：轿厢采用镜面不锈钢装饰，观光电梯的电梯井内设置宇宙空间或深海景象。那么主电梯和扶梯要与自然和谐相处，扶梯周围要种植花草；汽车的墙壁和天花板上装饰有一定的图案甚至变化的图案，色彩搭配要顺眼；车内播放优美的音乐，减少烦躁；车内播放电视节目，乘客可收看天气预报、新闻等。1.4 研究项目的内容研究的课题主要是利用可编程逻辑控制器（PLC）对电梯系统进行自动控制。由于大多数老式电梯的电控系统可靠性较差，用户寻求对电梯的电控系统进行改造以节省资金。因此，研究电梯控制技术，为国产老式电梯的改造找到一条合适的道路，进而提高国产电梯的技术水平和质量具有重要意义。针对旧电梯

32、采用的继电器逻辑控制方式功能弱、故障多、可靠性差、使用寿命短等缺陷，提出了一种功能强大、故障率低、可靠性高的可编程序控制器（PLC）来控制电梯。电梯。论文主要内容如下：首先对电梯系统和可编程逻辑控制器（PLC）进行了全面的总结和介绍。然后根据电梯的控制要求，设计模拟量控制模板，确定PLC所需的输入/输出端口数量，确定PLC的型号，选择主机型号，进行扩展。然后设计PLC的外部接线图、流程图等，编写控制程序，最后对编写的电梯控制程序进行仿真调试。这里省略了 NNNNNNNNNNNN 一词。如需完整的说明书及相应的设计图纸等，请联系在线按钮：97192800，提供全套机械毕业设计下载！综上所述本设计

33、采用S7-200可编程控制器控制电梯。通过I/O口的估算，合理选择PLC型号。根据电梯的控制需求，合理分配I/O口，绘制流程图，编写电梯控制程序，通过软件对程序进行仿真调试，使电梯实现录像轿厢的运行和各楼层的召唤指令、电梯运行方向和选层控制、电梯升降、自动开闭门、电梯手指楼层控制等功能均达到了预定的设计目的。这种设计也有一定的缺点。由于时间仓促，设备条件和专业知识的限制，只能模拟电梯控制，可以使用软件进行模拟。此外，肯定还有整篇论文尚未发现的不足和错误。愿意阅读本文的老师愿意纠正。面对问题，才有可能解决问题。不足和遗憾不会打击我，只会激励我前进。未来，我将更加关注新技术、新设备、新工艺的出现，努力尽快掌握这些先进知识，更好地服务社会。为祖国建设作出应有的贡献。至四年的大学时光将随着毕业设计而告一段落。回首这四年的美好时光，我觉得自己收获了很多。完成大学最后一个任务后，我突然发现，这不仅是对我四年的总结，也是对我四年学习成果的评估，也是我接下